碳纖維復(fù)合材料力電性能研究.pdf

1、近年來，隨著信息技術(shù)及電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對具有導(dǎo)電功能的聚合物材料的需求越來越大，而碳纖維導(dǎo)電復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、易加工、電阻率在較大范圍內(nèi)可調(diào)、易于大批量工業(yè)化生產(chǎn)以及價格便宜等特點，使它成為當(dāng)今的一個研究熱點；同時，由于碳纖維復(fù)合材料在受載荷時，電阻隨著載荷的不同而發(fā)生變化，運用它的這一機敏特性，對材料進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測、自診斷和預(yù)警的研究也逐漸成為熱點。 本文對碳纖維復(fù)合材料的導(dǎo)電性和力電特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了評述，在實驗

2、的基礎(chǔ)上，研究了不同含量、不同長徑比、表面經(jīng)濃硝酸處理碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣的導(dǎo)電性能；同時還研究了短切碳纖維、短切碳纖維氈、單向碳纖維等增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣在靜態(tài)及動態(tài)循環(huán)載荷下應(yīng)變(撓度)與體積電阻之間的關(guān)系。 實驗結(jié)果表明：短切碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣的電阻率隨著碳纖維含量的增加非線性地減小，并出現(xiàn)“滲濾”現(xiàn)象；碳纖維長徑比對短切碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣的電阻率也有影響，隨著碳纖維長

3、徑比的增加，試樣的電阻率也出現(xiàn)非線性減??；濃硝酸處理后，碳纖維表面溝槽增多增大，碳纖維表面極性官能團(tuán)增多；在相同長徑比、相同纖維含量經(jīng)濃硝酸處理的短切碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣的電阻率比未處理的短切碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料試樣的電阻率大，隨著纖維含量的增加，兩者差別逐漸減小。 短切碳纖維、短切碳纖維氈、單向碳纖維增強乙烯基酯樹脂復(fù)合材料在靜態(tài)和動態(tài)循環(huán)載荷下，應(yīng)變(撓度)與電阻之間有較好的對應(yīng)性，同時根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，